curs 05

Structuri de sprijin Structuri de sprijin îîn ingineria geotehnicn ingineria geotehnicăă

note de cursProf. univ. dr. ing. Anghel Stanciu

Cursul nr. 5

CCerințele de proiectare și execuție a excavațiilor erințele de proiectare și execuție a excavațiilor

adânci în zone urbaneadânci în zone urbane

Master: Inginerie Geotehnică

adânci în zone urbaneadânci în zone urbane

Bibliografie:

1. Normativ NP120-06

2. Normativ privind Proiectarea Lucrărilor de Susţinere - Redactarea I, Decembrie 2008

3. M. Păunescu, I. Vîță, C. Prioteasa – Pereți mulați și barete, Editura Tehnică, București, 1983

4. Iacint Manoliu – Fundatii si procedee de fundare – Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1983

5. M.Paunescu, V. Pop, T. Silion – Geotehnica si fundatii - Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1982

Clădire multietajată – 20m subteran, 25m suprateranLocaţie – Istanbul, TurciaAnul execuţiei - 2007

Structuri de sprijin în ingineria geotehnică - note de curs

Prof. dr. ing. Anghel Stanciu; 2

Construirea de stații subterane pentru tunelul Marmara - Turcia



Modelarea terenului

CLASIFICAREA LUCRĂRILOR DE EXCAVAțII

Lucr ări de suprafa țăSĂPĂTURĂ – UMPLUTURĂ – CONTRUCțIE

Lucr ări subteraneSĂPĂTURĂ – CONTRUCțIE – UMPLUTURĂ

Facilit ăți de transportDrumuriCăi ferateAeroporturiPorturi

Amenajarea teritoriuluiRaionareaOrganizare de șantier

Funda ții

Construc ții îngropate

ClădiriPoduriZiduri de sprijin

SubsoluriParcări subteraneStructuri industrialeStații de pompare

Conducte

Utilități urbane TermoficareApe pluvialeApe menajereCanalizareGaze naturaleElectricitate

Conducte de mare presiuneGaze naturaleModelarea terenului

Căi navigabileStabilizarea terenuluiCanale și viaducteBaraje

Stații de pomparePuțuri și guri de vizitare

Construc ții temporareșanțuriSpații de ecologizareForaje exploratoriiLucrări arheologice

Gaze naturaleProduse petroliereCanalizare

Transport electricConducte pentru cabluriFibre opticeCabluri îngropate

Lucr ări agricoleSĂPĂTURĂ – CULTIVARE

Agricultur ăPășunatSilvicultur ă

Lucr ări de minerit și execu ție tuneluriSĂPĂTURĂ – RECONTRUIRE

Minerit de suprafa țăMinerit subteranForaj

6


Prof. dr. ing. Anghel Stanciu;

1.2. Domeniu de aplicare

Va fi considerată adâncă şi acea incintă care are numai parţial excavaţii mai maride 3,00 m. Aceste excavaţii pot fi realizate în incinte conturate pe toate laturile saunumai pe unele din acestea (fig. 1).

Fig. 1 Conturul incintelor adânci,

excavate

a. – Excavaţii în incintă delimitată

pe tot conturul; b. – Excavaţii în

incinta delimitată pe două laturi

1 – Linia terenului natural;1 – Linia terenului natural;

2 – Peretele incintei;

3 – Excavații în incinta delimitata

pe tot conturul;

3’ – Excavații în incinta cu înălțimi

inegale pe contur;

A, (A’) – Adâncimea excavației

(incinta cu înălţimea inegală a

pereţilor)



2. SURSE DE RISC ASOCIATE CU REALIZAREA 2. SURSE DE RISC ASOCIATE CU REALIZAREA EXCAVATIILOR ADÂNCI ÎN ZONE URBANEEXCAVATIILOR ADÂNCI ÎN ZONE URBANE

Există numeroase surse de risc (hazarduri) asociate cu realizarea excavațiiloradânci în zone urbane, surse de care trebuie să se ţină seama la proiectareaşi execuțiaacestor lucrări pentru ca eventualele costuri suplimentare sa fie minime.

Prin “surse de risc” se înțeleg factorii care generează riscul şi care pot conduce laconcepția defectuoasă a incintelor, afectând astfel construcțiile învecinate.

În urma evaluării surselor de risc, pentru eliminarea acestora pot apare unelemasuri si cheltuieli suplimentare la proiectareaşi realizarea incintei excavate, pe careinvestitorul este obligat să le suporte.

2.1. Surse de risc generate de poziția amplasamentului excavației adânci în planul de urbanism

Amplasamentele pentru construcții pot fi situate în zone construite sau în zonelibere de construcții.

Amplasamentele situate în zone construite se disting prin cel puțin una dinurmătoarele particularităţi:

a - prezenţa în apropiere a unor construcții, monumente istorice;



b - existenţa pe amplasament sau în imediata vecinatate a unor rețele subterane (apa,canal, gaze, termoficare, electricitate etc.);

c - proximitatea căilor şi mijloacelor de transport urban;

d - prezenţa în vecinătate a unor supraîncărcări;

e - situarea în zona de protecție a monumentelor istorice;

f - forma parcelei, care este impusă de spațiul disponibil;

2.2. Surse de risc generate de caracteristicile geometrice aleexcavației adânci

Formaşi dimensiunile în plan precumşi adâncimea excavației pot reprezenta sursede risc. Un contur neregulatşi dimensiuni mari în plan ale excavației sporesccomplexitatea sistemului de susțineri.

Pe măsura creșterii adâncimii excavației, cresc nu numai dificultățile de realizare alucrării dar şi riscurile pentru lucrarea în sine sau pentru construcțiile din vecinătate,pentru stabilitatea acestora, care trebuiesc luate în considerare.



2.3. Surse de risc generate de terenul de fundare de peamplasamentul excavației adânci

Se pot distinge în acest caz surse de risc generate de unele particularităţigeotehnice sau hidrogeologice ale amplasamentului, ca de exemplu prezenţa uneistratificații eterogene, încrucișate, cu straturi având proprietăţi mecanice defavorabile,prezenţa unei pânze freatice deasupra cotei finale de excavare, prezenţa unui strat deapă subterană sub presiune, sub cota finala de excavare, care poate antrena terenul defundare, absenţa unui strat impermeabil în care să se poată încastra un eventual pereteetanş de susţinere a excavaţiei, etc.

O a doua grupă de surse de risc generată de terenul de fundare rezultă din însuşifaptul ca cercetareaterenului de fundarese bazează pe un număr limitat de foraje,faptul ca cercetareaterenului de fundarese bazează pe un număr limitat de foraje,sondaje deschiseşi/sau probe de penetrare precumşi pe încercarea în laborator a unuinumăr relativ redus de probe.



2.4. Surse de risc care pot sa apara la proiectarea excavațieiadânci

Chiar când condițiile de teren sunt bine cunoscute iar proiectarea este încredințataunor specialiști care utilizează metode acceptate în practica de proiectare curentă,trebuie recunoscut că precizia calculelor geotehnice este limitată. Se impune astfelaplicarea unei strategii de proiectare care să elimine aceasta sursă de risc prin adoptareaunor coeficienți de siguranță corespunzători.

2.5. Surse de risc care pot să apară la execuția excavațieiadânciadânci

Indiferent de soluția adoptată, excavațiile adânci pot fi considerate lucrări cucaracter special. Fiecare din componentele unei asemenea lucrări aduce, prin tehnologiaşi materialele utilizate, propriile surse de risc. La acestea se adăugă cele pe care lereprezintă constructorii lipsiți de experiența unor lucrări în condiții de terenasemănătoare, constructori fără o dotare adecvată cerințelor lucrării, etc. De aceea,condițiile tehnice stabilite pentru realizarea excavației trebuiesc respectate de cătreexecutant.



2.6. Surse de risc generate de actiunea cutremurelorÎn cazul apariției unui cutremur, pe durata existenței incintei, vor fi afectate atât

lucrarile pentru incinta propriuzisa, cât si constructiile si instalațiile din zona deinfluenta a acesteia.

Sunt necesare verificari ale acestor lucrari, având în vedere existenta în apropiere aunei incinte adânci. Eforturile si deformatiile trebuie sa fie sub valorile admisibilestabilite pentru constructiile sau utilitatile existente.

2.7. Surse de risc care pot sa apara la alegerea echipamentelor tehnologicetehnologice

Echipamentele utilizate în procesul tehnologic pentru execuția unei excavatiiadânci, respectiv pentru amenajarea taluzelor incintei, sprijinirea acestora, sapaturapropriu-zisa si epuismentele, trebuie sa asigure productivitatea si cerintele tehnice alelucrarii si sa nu conduca la nivele de zgomote si vibratii peste limitele acceptabile.

Se vor avea în vedere efectele atât asupra oamenilor, cât si asupra constructiilor.



3. ZONA DE INFLUENŢĂ A EXCAVAŢIEI ADÂNCI

Zona de influenţă a unei construcții este definită drept„ volumul din teren în carese resimte influența construcției respective sau în care pot avea loc fenomene care să

influenţeze acea construcţie” .

Proiectantul excavației adânci va stabili zona de influenţă a excavației, ținândseama de soluția aleasă în toate etapele de execuție ale lucrării şi va preciza măsurilecare trebuiesc luate pentru siguranţa construcţiilor aflate în zona de influenţă, a cărorstabilitateşi deformaţii nu trebuie să fie afectată.

Pentru situațiile în care sunt evidenţiate surse de risc care necesită intervenții princonsolidare,inclusiv acțiuni de îmbunătăţire a pământurilor cu caracteristicimecaniceconsolidare,inclusiv acțiuni de îmbunătăţire a pământurilor cu caracteristicimecanicenefavorabile, premergător etapei de trecere propriu-zisă la proiectarea lucrărilor pe carele implică excavaţia adâncă, decizia de intervenţie va trebui sa fie însuşită de cătreproprietarii acestor construcţii.



4. CATEGORIA GEOTEHNICĂ DE ÎNCADRARE AEXCAVAŢIEI ADÂNCI

O excavaţie adâncă, va fi încadrată, de regulă, la Categoria geotehnică 3. După

cum se indica în „Ghidul privind modul de întocmireşi verificare a documentaţiilor

geotehnice pentru construcţii” (GT 035/2002),stabilireaCategoriei geotehnicese face

în funcţie deurmătorii factori:în funcţie deurmătorii factori:

� condițiile de teren;

� apa subterană;

� clasificarea construcției după categoria de importanţă;

� vecinătăţi.



5. ETAPELE REALIZĂRII UNEI EXCAVAŢII ADÂNCI ÎNZONE URBANE

Realizarea unei excavații adânci în zone urbane presupune obținerea în prealabil dedate şi informații privind: terenul de fundare; condițiile meteo-climatice ale zonei;amplasamentulşi vecinătăţile; Starea construcțiilor şi utilit ăţilor aflate în zona deinfluenţă.

Principalele etape ale realizării excavaţiei adânci în zone urbane sunt:- Alegerea dimensiunilor în planşi adâncimii excavației;- Alegerea soluției de excavare ;- Alegerea soluției de epuisment;- Verificarea siguranței construcțiilor şi utilit ăţilor aflate în zona de influenţă ;- Proiectarea excavației;- Evaluarea si limitarea deplasărilor terenului produse de excavație si de coborâreanivelului apei subterane ;- Execuția excavației;- Monitorizarea lucrărilor incintei şi a construcțiilor din zona de influenţă;- Urmărirea comportării în exploatare a incintelor adâncişi a construcțiilorexistente.



5.1. Date privitoare la terenul de fundareDatele privitoare la terenul de fundare se vor obține pe baza cercetării terenului

întreprinsă cu respectarea prevederilor normativului NP 074/2002„Normativ privindprincipiile, exigenteleşi metodele cercetării geotehnice a terenului de fundare”.

Este obligatoriu ca proiectarea unei excavații adânci să fie făcută pe baza unuiStudiu geotehnicşi hidrogeologic. Studiul geotehnic trebuie să precizeze cel puţinurmătoarele elemente:

- succesiunea straturilor geologice care alcătuiesc terenul de fundare;

- parametrii fizici (pentru identificare si caracterizare) simecanici (de rezistenţă si dedeformabilitate) ai straturilor, influenţa prezenţei apei asupra acestor proprietăţi şivariația în timp aacestora;variația în timp aacestora;

- stabilitatea generală şi locală a terenului;

- prezenţa pământurilor sensibile la umezire, pământurilor cu umflări şi contracții marisau a pământurilor lichefiabile;

- prezența faliilor, golurilor carstice sau antropice sau a altor discontinuităţi;

- încadrarea amplasamentului din punct de vedere al seismicității;

- agresivitatea chimică a terenuluişi a apei subterane;

- posibilitățile de îmbunătăţire a terenului (dacă este cazul);

- prezenta deşeurilor şi a altor materiale rezultate din activitățile umane.



Cercetările hidrogeologice vor cuprinde următoarele lucrări , privind regimul apelorsubterane:

- măsurători privind nivelul apei subterane, direcția de curgere, vitezaşi caracterulstratului acvifer (cu nivel liber sau sub presiune);

- testări (pompări şi turnări) executate în foraje, pentru determinarea coeficienților depermeabilitate ai terenului (daca este cazul);

- măsurători în piezometre ale presiunii apei din porii pământului (dacă este cazul).

5.2. Date meteo climatice ale zonei

Sevor culegeinformații meteoclimaticeprivind zonarespectivă, şi anume:Sevor culegeinformații meteoclimaticeprivind zonarespectivă, şi anume:

- precipitațiile înregistrate în zonă, cu probabilităţi de apariție a acestora pe perioadade execuție a lucrărilor de excavare, precumşi pe întreaga perioada în care incintaexcavată rămâne deschisă;

- temperaturi maximeşi minime;

- eventuale fenomene meteorologice deosebite care au fost înregistrate; Pe bazaacestor informaţii, se vor stabili masurile necesare pe perioada de execuţie alucrărilor, astfel încât să se evite inundarea incintei.



5.3. Date privitoare la amplasament şi vecinătăţi5.3.1. Date generale despre amplasament

Se vor obține informații despre eventualele folosințe anterioare ale amplasamentului.Se va stabili dacă în zona respectivă au avut loc exploatări ale unor zăcăminte subterane.Se va preciza dacă amplasamentul aparține sau este în apropierea unei zone de protecțiesau unei zone protejate, inclusă pe lista monumentelor, ansamblurilorşi siturilor istorice.

5.3.2. Date privitoare la construcțiile învecinate

Se va efectua o examinare generală a construcțiilor învecinate cu amplasamentulexcavației, obținându-se informații privind:

- vechimeaclădirilor şi eventualeleproblemedeosebitecareauavut loc în perioada- vechimeaclădirilor şi eventualeleproblemedeosebitecareauavut loc în perioadade execuție sau ulterior;

- eventuala încadrare a clădirilor pe lista monumentelor, ansamblurilorşi situriloristorice;

- tipul structural al clădirilor, de care depinde capacitatea acestora de a preluatasările diferențiale;

- adâncimeaşi sistemul de fundare;

- starea tehnica a structurilor constructiilor, cu evidentierea eventualei prezente aunor tasari, fisuri, crapaturi etc.



5.3.3. Date privitoare la mijloacele de transport din zonă

Se vor obține date privind toate tipurile de mijloace de transport care circulă înzona (auto, tramvai, metrou, feroviare), apreciindu-se măsura în care vreunul din acestemijloace poate influenţa lucrarea de excavație ori parți ale acesteia sau poate fiinfluențat de lucrare.

5.3.4. Date privitoare la rețelele de utilităţi

Pentru întregul amplasament se vor indica traseele eventualelor rețele de utilităţiexistente aflate în funcțiune: apă potabilă, canalizare menajera, canalizare pluvială,energieelectrică, telecomunicații, gaze etc. Pentru conducteleaflate în apropiereaenergieelectrică, telecomunicații, gaze etc. Pentru conducteleaflate în apropiereaincintei, se va verifica starea lor de etanșeitate.



5.4. Alegerea dimensiunilor în plan si adâncimii excavatiei

5.4.1. Alegerea dimensiunilor în plan ale excavatiei

Dimensiunile în plan ale excavatiei deriva din tema data de beneficiar, prin care seurmareste, de regula, un grad cât mai ridicat de ocupare cu constructii aamplasamentului.

Trebuie avut în vedere spatiul de lucru minim cerut de executia peretelui de sprijin,rezultând astfel distanta noii constructii fata de limita proprietatii (fig.2).

Viitoarea constructie poate fi realizata în contact cu peretele de sprijinire ataluzului incintei, prevazândeventualîntreacesteaun strathidroizolant(folie), astfelcataluzului incintei, prevazândeventualîntreacesteaun strathidroizolant(folie), astfelcadimensiunea spatiului IV din fig.2 se reduce în consecinta.



5.4.2. Alegerea adâncimii excavațieiAdâncimea excavației rezulta din numărul de niveluri subterane specificate prin

tema de proiectare a noii construcții.Totuși, este necesar ca definitivarea acestei adâncimi sa se facă după cunoașterea

condițiilor geotehniceşi hidrogeologice de pe amplasament, în mod particular a niveluluişi caracterului pânzelor de apă subterană interceptate în forajele de cercetare a terenuluide fundare.



În situația în care sub nivelul cotei inferioare a incintei se găseşte un stratimpermeabil sub care se află un acvifer sub presiune, există riscul de rupere hidraulicăfundului incintei şi / sau de deplasare a pereţilor incintei. Dacă nu este îndeplinităcondiția S < (1.05÷1.1)xG (fig. 4), se vor lua măsuri de depresionare a acviferului,înainte de începerea lucrărilor de execuție a incintei.



5.5. Alegerea soluției de excavareÎn funcţie de dimensiunile în planşi de adâncimea excavației, de condițiile

geotehniceşi hidrogeologice si de vecinătăţi, excavațiile adânci se pot realiza în douamoduri:

-- excavațiiexcavații taluzatetaluzate;;-- excavațiiexcavații verticaleverticale sprijinitesprijinite..În funcție de particularitățile de pe fiecare latură a unei incinte excavate, se pot

alege soluții diferite de sprijiniri pentru fiecare dintre laturi.

Alegerea soluției de excavare se va face printr-un calcul tehnico-economic în carevor fi comparatediferitelesoluții .vor fi comparatediferitelesoluții .

5.5.1. Excavații taluzateExcavațiile taluzate pot fi avute în vedere doar în situaţiile în care între limitele

în plan ale construcției pentru care este necesară excavația şi conturulamplasamentului rămâne o zonă de teren suficient de mare pentru a se putea înscrieun taluz.

Soluția este indicată îndeosebi în situația în care nivelul apei subterane se află

sub cota inferioară a săpăturii sau, dacă se află deasupra acestei cote, atunci cândvolumul de apă acumulat prin pereții şi baza excavației este redusşi poate fi stăpânitfără riscuri.



În funcție de natura terenuluişi de distanţa între baza excavației şi suprafațaterenului, excavațiile taluzate se pot realiza în doua variante:

-- taluzuritaluzuri înîn p ământpământ natural,natural,-- taluzuritaluzuri înîn p ământpământ ranforsatranforsat..

5.5.1.1. Taluzuri în pământ natural

În figura 5 se arata o excavație limitată de un taluz în pământ natural.

Avantajul soluției constă în simplitatea execuției, îndeosebi în cazurile în care nusunt necesare epuismente dificile. Dezavantajul îl reprezintă volumele mai mari deterasamente.



5.5.1.2. Taluzuri în pământ ranforsat

Pentru reducerea volumelor excavate se impune adoptarea unor pante ale taluzuluimai apropiate de verticală, care se pot obţine prin ranforsarea pământului. Taluzul înpământ ranforsat este un taluz în care, pe măsura excavării, se introduc în pământelemente de ranforsare. Elementele de ranforsare trebuie sa fie capabile sa preiasolicitări de tracțiune.



5.5.2. Excavații verticale sprijinite Excavațiile verticale sprijinite sunt excavații realizate la adăpostul unor lucrări de

susținere.

Se disting două categorii principale de lucrări de susținere utilizate pentrurealizarea, în zone urbane, de excavații adânci verticale sprijinite:

- sprijiniri folosind elemente prefabricate;

- pereţi îngropaţi.

5.5.2.1. Sprijiniri folosind elemente prefabricate

Sprijinirile folosind elemente prefabricate sunt, de regula, sprijiniri cucaractertemporar,urmărindu-serecuperareaşi reutilizareaelementelorutilizate.temporar,urmărindu-serecuperareaşi reutilizareaelementelorutilizate.

Sprijiniri cu dulapi, filate şi șpraițuri

În figura 7 se prezintă o sprijinire cu dulapi verticali, filate orizontaleşi șpraițuriînclinate. Aceasta soluție poate fi aplicată doar în cazul în care excavația nu implicăepuismente iar clădirile învecinate sunt situate în afara zonei de influenţă a pereteluivertical



Un dezavantaj al utilizării acestui sistem, îl reprezintă faptul ca reclama osuprafața în plan relativ mare, care reduce din suprafaţa disponibilă pentru construcțiadefinitivă.



Sprijinirea cu dulapi orizontali este alcătuită din următoarele elemente (FiguraIII.10):• dulapi orizontali, dispuși joantiv, în cazul pământurilor cu coeziune redusă sau cuinterspaţii, dacă pamântul are o coeziune mai mare;• filate, elemente verticale de solidarizare a dulapilor, dispuse discontinuu peînalime;• spraiuri, elemente de sprijinire a filatelor, dispuse orizontal sau înclinat, fixateprin împanare.

Figura III.10. Sprijinire cu dulapi orizontali



Dulapii si filatele sunt realizate din grinzi de lemn, iar spraiurile din lemn rotund(bile) sau elemente metalice.

În cazul unei sapaturi de laime mare, peste 6 m, spraiurile orizontale trebuiecontravântuite prin grinzi si contrafise în plan orizontal si sprijinite pe verticala îndreptul nodurilor (cu elemente numite popi) pentru a evita cedarea prin flambaj sauîncovoiere sub greutate proprie (Figura III.11).

Figura III.11. Sprijinire cu dulapi orizontali cu şpraiţuri contravântuitecontravântuite

Tot pentru sapaturile de laime mare se pot utiliza spraiuri înclinate (Figura III.12).

Figura III.12. Sprijinire cu dulapi orizontali cu şpraiţuri înclinate



Un alt sistem de sprijinire a excavațiilor de dimensiuni mari este prezentat în Figura III.13.

Dezavantajul acestui sistemeste obstruarea suprafeei de lucrude catre contrafise. Pentru aîmpiedica alunecarea pe grinzileorizontale, precum si ridicareaacestora, contrafisele trebuie saaiba o înclinare redusa fața deorizontala.

Figura III.13. Sistem de susţinere cu profile metalice şi dulapi orizontali cu contrafişe înclinate şi tălpi



În unele situații este necesar ca spațiul ocupat de sprijiniri (în special deSpraițuri) sa fie cât mai redus. În acest caz se folosesc pentru sprijinire grinzimetalice care se bat în teren la distanțe de 1.5 – 2.0 m, pe care se sprijinadulapii orizontali, fixai cu pene sau cu dispozitive metalice (Figura III.14).

Figura III.14. Sprijinire cu dulapi orizontali – sprijinire pe grinzi metalice



În cazul sapaturilor adânci, grinzile metalice se ancoreaza la partea superioara.Pentru adâncimi de excavație de maximum 3 – 4 m, grinzile metalice pot fi înlocuite cupiloți din lemn ancorați la partea superioara (Figura III.15).

Figura III.15. Sprijinire cu dulapi orizontali fără şpraiţuri, cu piloţi din lemn

Sprijiniri cu dulapi verticaliSprijinirea cu dulapi verticali este alcatuita

din urmatoarele elemente (Figura III.16):• dulapi verticali, dispusi joantiv;• filate, elemente orizontale de solidarizare adulapilor, dispuse discontinuu pe înalțime;• spraițuri, elemente de sprijinire a filatelor,dispuse orizontal, fixate prin împanare.

Figura III.16. Sprijinire cu dulapi verticali



Dulapii verticali sunt introdusi în teren prin batere, treptat, pe masuraavansariisapaturii, devansând-o pe aceasta. Vârful dulapilor trebuie întotdeauna sa se gaseasca lacel puin 0.30 m sub nivelul fundului sapaturii.

Sistemul de susținere din Figura III.16 se utilizeaza în cazul unor sapaturi continue,în spații înguste, a caror adâncime nu depaseste lungimea dulapilor. Pentru spații largi,filatele si spraițurile se înlocuiesc cu cadre orizontale din bile sau grinzi ecarisatelegatepe verticala prin popi (Figura III.17). Daca dimensiunile cadrelor sunt mari, ele secontravântuiesc în plan orizontal (Figura III.18).

Figura III.18. Sprijinire cu dulapi verticali şi cadre contravântuiteFigura III.17. Sprijinire cu dulapi verticali

cu cadre orizontale



Pentru excavații de adâncimi mari se utilizeaza „metoda telescopica” –secțiuneasapaturii se reduce treptat pentru a se asigura spațiul de batere pentru rândurilesuccesive de dulapi (Figura III.19). Daca pamântul se evacueaza manual, seamenajeaza platforme pentru depozitarea pamântului.

Metoda telescopica duce la consum mare de material lemnos si la volume deexcavație mai mari decât necesar. Pentru a evita acest dezavantaj se pot utilizadulapi înclinați – „metoda marciavanti” (Figura III.20).

Figura III.19. Sprijinire cu dulapi verticali – metoda telescopică

Figura III.20. Sprijinire cu dulapi verticali –metoda marciavanti



Sprijiniri cu palplanse

Palplansele sunt elemente prefabricate din lemn sau profile metalicespeciale,introduse în teren prin batere sau vibrare pentru a forma un perete vertical impermeabil.

Utilizarea peretilor din palplanse este recomandata mai ales în situatiile în care nivelul apei subterane este situat deasupra cotei finale de excavare. În zone urbane, prinutilizarea peretilor din palplanse apar unele efecte negative, astfel:

- la introducerea palplanselor, vibratiile propagate în teren pot afectacladirile si utilitatile din zona, iar zgomotul produs este un factor de poluare sonora care poateatinge limite inacceptabile;

- la extragerea palplanselor, exista riscul de aparitie a unor goluri în terenul de sub constructiileexistente, în cazulîn care terenulcontinestraturide pamântcu constructiileexistente, în cazulîn care terenulcontinestraturide pamântcu coeziune mare.



Sprijiniri în „sistem berlinez”

„Sistemul berlinez” consta în forarea pe conturul peretelui a unor gauri verticale,de regula cu interax de 2...3 m, pâna la adâncimi care depasesc cota finala de excavare.În gaurile forate se introduc elemente metalice cu profil dublu T, care se încastreaza înteren prin betonarea gaurii sub cota finala de excavare.

Pe masura excavarii, de aripile profilelor metalice sunt împanat dulapi orizontalidin lemn sau, mai rar, din beton armat prefabricat. Împingerea pamântului estetransferata fie unui sistem de sustineri interioare (filate si spraituri), fie unor tiranti deancorare.

În locul profilelor metalice se pot executa piloti forati distantati laun interval de1-2 m, întrecareseexecutaprotectiaterenului.1-2 m, întrecareseexecutaprotectiaterenului.



Etapele de constructie pentru Blocul German

39

Introducerea profilelor HEA pentru sprijinirea berlineză

Săpături și sprijinirea berlineză



Sprijinire berlineză pentru malurile de pământ împotriva

accidentelor de muncă

Ultimele retușuri pentru finalizarea săpăturii de

fundație



Brațe metalice pentru sprijinire berlineza

Sistemele de cleme metalicesunt destinate realizarii de peretidin lemn pentru sustinere desanturi, sau pentru ingradiri.Clemele din otel se prind cuajutorul unor pene blocatoare siajuta la formarea unor pereti pentrusanturile dumneavoastra. Sistemulde cofrare a santurilor cu ajutorulpenelorblocatoareesteideal pentru

Bratele metalice se acoreaza si gliseaza de-a lungul profilelor HEB cu care estesprijinit santul.

Avantaje:- usor de montat si de demontat- sunt ieftine- usor de depozitat ulterior folosintei sistemelor de cleme si a bratelor metalice

penelorblocatoareesteideal pentrusanturi de pana la 8 metri adancimein conditiile in care cerintelegrosimii cherestelei sunt respectate.



Utilizarea „sistemului berlinez” se poate face în pamânturi care poseda suficientacoeziune pentru a-și menține stabilitatea pe înalțimea de excavare corespunzatoaredulapilor ce se introduc intr-o faza de execuție, pe amplasamente în care nivelul apeisubterane este situat sub cota finala de excavare, fie în mod natural fie printr-o coborâregenerala a acestui nivel.

5.5.2.2. Pereti îngropati

Peretii îngropati sunt lucrari de sustinere realizate pe conturul viitoarei incinte subprotectia carora se realizeaza excavatiile adânci. Uneori, peretii îngropati pot servi si cafundatii de adâncime sau pereti perimetrali. În acest caz trebuiesc adoptate detaliilenecesare impuse de viitoarea constructie, conlucrând cu viitoarea constructie, avândastfel un caracter definitiv.

În functie de alcatuirea constructiva, peretii îngropati se clasifica în:

- pereti din panouri si,

- pereti din piloti forati.

Pereti din panouriAcesti pereti pot fi executati din beton monolit (pereti mulati) sau din elemente

prefabricate.Peretii mulati sunt realizati prin turnarea în teren a betonului, dupa ce înprealabil a fost realizata prin forare, sub protectia noroiului bentonitic, o transee dedimensiuni stabilite prin proiectare, în care s-a introdus carcasa de armatura.



Peretii îngropati din elemente prefabricate sunt realizati prin lansarea într-o transee,excavata sub protectia unui noroi bentonitic substituit apoi de un noroi autoîntaritor sauexcavata direct sub protectie de noroi autoîntaritor, a unor elemente prefabricate.Conlucrarea între elementele prefabricate si pamântul din spatele peretelui precum sietanseitatea peretelui sunt asigurate prin întarirea noroiului de foraj autoîntaritor si prinprofile din material plastic introduse in rosturi.

Trebuie semnalat riscul executarii unei etansari necorespunzatoare a rosturilor,având drept consecinta o impermeabilitate deficitara a peretelui si antrenareapamântului din spate.

În Figura III.27 este prezentata o secțiune printr-un astfel de perete.Panourilesuntarmatecu carcasede armaturaiar legaturadintre panouritrebuie



Panourilesuntarmatecu carcasede armaturaiar legaturadintre panouritrebuietratata astfel încât sa asigure continuitatea peretelui din punct de vedereal rezistențeisi etansarii

Figura III.27. Perete din panouri

Dimensiuni uzuale ale pereților îngropați

În Tabelul VII-2 sunt prezentate dimensiunile uzuale întâlnite la utilizarea diferitelor tipuri de pereți îngropați.

Tabelul VII-2. Dimensiuni uzuale în funcție de tipul de perete îngropat



Pereți din elemente prefabricate

Pereții îngropați din panouri prefabricate sunt realizați prin lansarea în transeeaexcavată a unor elemente prefabricate prevazute cu margini profilate care sa asigureîmbinarea între acestea. În Figura III.28 sunt prezentate doua exemple de realizare apereților din elemente prefabricate.

Figura III.28. Pereţi din panouri prefabricate



Legatura ferma între perete si teren, precum si etansarea peretelui sunt asigurateprin întarirea noroiului de foraj autoîntaritor care este utilizat în astfel de cazuri (noroibentonitic în care se introduce si o cantitate de ciment si un aditiv întârzietor de priza).

Rețeta noroiului autoîntaritor se determina prin încercari si trebuie sa corespundacerințelor specifice ale lucrarii, printre care:• densitatea, vâscozitatea si celelalte caracteristici ale noroiului se aleg astfel încâtsa permita excavarea panoului în timpul prevazut pentru aceasta operație (o alternativăo reprezintă excavarea cu noroi obisnuit, urmata de substituirea acestuia cu noroiautoîntaritor);• aditivul trebuie sa asigure declansarea prizei dupa introducerea prefabricatelor întransee;• cresterearezistenei în timp trebuie sa fie suficient de rapida astfel încât, la• cresterearezistenei în timp trebuie sa fie suficient de rapida astfel încât, larealizarea excavației protejata de perete, mortarul sa asigure legatura dintre prefabricatesi teren.



Excavarea peretilormulati se realizeazafolosind cupe Kelly inlatimi de 60 - 80cm sau cupiloti secanti avanddiametrul cuprins între 40 -90cm.

Etansarea rosturilor seface prin metoda tuburilorde rost sau tevi de injectieprinse de armocarcase.

PERETII MULATI

Peretii mulati se utilizeaza ca: - fundatii permanente continue de adancime - ecrane de etansare la excavatii adanci sub nivelul hidrostatic - barete ca fundatii indirecte de adancime - ecrane impermeabile

Stabilitatea peretilormulati adanci esteasigurata prin spraituirimetalice sau prin sistemede ancoraj



Studiu de caz: Imobil Birouri 2S+P+10E Str. Delea Noua Nr.2, Bucuresti

Acest obiectiv se situeaza vis - a - vis de Biserica Delea Noua la intersectia StraziiMatei Basarb cu Str. Delea Noua si Calea Calarasilor.

Necesitand o excavatie a incintei pana la cota - 8,45m ( datorita celor doua nivelurisubterane ), s-a ales varianta realizarii incintei cu pereti ingropatidin piloti secanti cudiametrul 620mm ( pe zona vecinatatii cu blocurile S+P+10E ) si pereti ingropati dinpanouri tip Kelly pe restul perimetrului incintei.

La partea superioara a peretelui ingropat se executa grinda de coronament cusectiunea 60cm x 130cm pe tot conturul incintei.

Datorita nivelului hidrostatic mult mai ridicat decat cota finala de sapatura a fostrealizatsi un sistemde epuismentformat din patruputuri echipatecu filtre si pomperealizatsi un sistemde epuismentformat din patruputuri echipatecu filtre si pompesubmersate.

Pentru sprijinirea peretelui ingropat s-a optat pentru realizarea unui sistem pedoua niveluri de spraituire metalica cu tevi 600x10mm.



Armocarcasa introdusa in Excavare transee pentru panou perete mulat tip

Perete ingropat din piloti secanti diametrul 620mmArmocarcasa introdusa in panoul tip Kelly pregatita de

betonare

panou perete mulat tip Kelly

Beton egalizare

Radier general imobil



Pereti îngropati din piloti forati

Peretii îngropati din piloti forati cu interspatii (fig. 10) sau dispusi joantivseutilizeaza în amplasamente în care nu se impun conditii de impermeabilitate a peretelui.Atunci când se impun asemenea conditii, se folosesc pereti din piloti secanti dintre carepilotii primari sunt nearmati din beton, mortar sau din alt material cu rezistenta scazuta,iar cei secundari sunt armati (fig. 11).



În cazul pereților din piloți din beton armat amplasați cu interdistanțe se pot utilizadiametrele si distanțele prevazute în Tabelul VII-3.

Tabelul VII-3. Pereți din piloți armați amplasați cu interdistanțe – diametre si distanțe uzuale

În cazul pereților din piloți secanți de tip „piloți din beton armat alternați cu piloținearmați din materialcu rezistența scazuta(noroi bentoniticautoîntaritor)” sepot utilizanearmați din materialcu rezistența scazuta(noroi bentoniticautoîntaritor)” sepot utilizadiametrele si distanțele prevazute în Tabelul VII-4.

Tabelul VII-4. Pereți din piloți secanți de tip „piloți din beton armat alternai cu piloți nearmați din material cu rezistența scazuta (noroi bentonitic autoîntaritor)” - diametre si distanțe uzuale



În cazul pereților din piloți secanți se poate recurge la armarea tuturor piloților,daca peretele este supus la încarcari mari care impun o rezistența ridicata a acestuia,sau la armarea numai a piloților secundari, daca este importanta îndeplinirea condițieide etansare si peretele nu este supus la solicitari importante.

În funcție de condiiile pe care trebuie sa le îndeplineasca peretele, piloții nearmați(primari) pot fi realizați din material cu slabe rezistențe care asigura numai condiția deetansare (amestec de noroi bentonitic cu ciment la care se poate adauga si nisip, curezistențe la compresiune între 1 si 2 N/mm2) sau din beton simplu care are orezistența mai ridicata.

Figura III.29. Pereţi din piloţi armați foraţi



În cazul pereților din piloți secanți de tip „piloți din beton armat alternați cu piloțidin beton simplu” se pot utiliza diametrele si distanțele prevazute în Tabelul VII-5.

Tabelul VII-5. Pereți din piloți secanți de tip „piloți din beton armat alternațicu piloți din beton simplu” - diametre si distanțe uzuale

În cazul „pereților din piloți armați secanți” se pot utiliza diametrele si distanțeleprevazute în Tabelul VII-6.

Tabelul VII-6. Pereți din piloți armați secanți - diametre si distanțe uzuale



Studiu de caz: Incinta de sustinere compozita alcatuita din piloti forati si coloane Jet-Grouting Calea Victoriei nr. 147

Obiectivul se afla la intersectia Calea Victoriei cu stradaFrumoasa.Züblin Romania a avut dreptscop adancirea cu un nivel subteran, intrand sub N.A.S., a unei structuri civile ingropate abandonate incentrul Capitalei (alcatuita din incinta de piloti cvasitangenti si radier). S-a recurs la realizarea unei noiincinte, etanse, in interiorul celei existente, utilizandtehnologia coloanelor injectate cu suspensie deciment printr-un jet de presiune inalta (“jet grouting”).

Executia peretelui compozit comporta urmatoarele etape peamplasamentul dat, prezentatesimplificat in continuare: Pentru a putea fora pilotii de sprijin cu diametru de 660 mm in interiorulincintei existente in radierul existent au fost decupate perimetral, deschideri cu sectiunea in plan80x80cm, pastrindu-se intre acestea dinti de rezemare in plan orizontal a peretelui de sprijin existent.Pentru a permite efectuarea lucrarilor de jet-grouting in radierul existent au fost executate perimetralcarotajecu diametrulde250mm.carotajecu diametrulde250mm.

Umplutura cu balast si realizarea platformei de lucru din piatra sparta la -3,00m adancime;Executia pilotilor forati cu tubaj recuperabil de la -3,00m;Executia coloanelor de jet grouting de la cota -3,00m s-a realizat prin tuburile PVC descrise in

etapa “1”;Instalarea nivelului 1 de spraituri la cota aproximativ -2,00m a presupus urmatoarea succesiune de

etape: instalarea filatei perimetrale, instalarea succesiva a celor 3 randuri de spraituri.Pasul urmator a cuprins excavarea incintei pana la cota -5,70m (partea superioara a radierului

existent) dupa care s-au inlaturat spraiturile inclinate existente; Finalizarea grinzii de coronament pe capul pilotilor pentru orizontul 2 de spraituri; Montare orizont 2 de spraituri la cota -5,40m.



Amplasament initial

Pregatire lucrari de pilotaj si Jet-Grouting

Executie Jet-Grouting

Detaliu perete compozit de sprijin alcatuit din piloti forati cu

armatura rigida si coloane jet-grouting Incinta finală



5.5.3. Moduri de sustinere a peretilor îngropati, pe masuraexcavarii

În cazul excavațiilor adânci, se va studia necesitatea utilizarii unui sistem desustinere a peretilor îngropati pe masura excavarii, care se poate faceîn interior sauprin ancorare.

5.5.3.1. Sustineri prin spraituire în interiorul incintei excavate

Principalele elemente constructive care alcatuiesc sistemul prin spraituire suntfilatele, dispuse perimetral (elemente încovoiate) spraiturile (elemente comprimate), sipopii, acolo unde este necesara reducerea lungimii de flambaj a spraiturilor.

La contactul cu peretele excavatiei, spraiturile trebuiesc împanate astfel ca sa fieexclusadeplasareaspreincintaapereteluisprijinit.exclusadeplasareaspreincintaapereteluisprijinit.

Dezavantajul sistemului îl reprezinta aglomerarea incintei cu spraituri,contravântuiri, popi etc., ceea ce îngreuneaza excavarea si, în general,activitatile deconstructie asociate lucrarii subterane.



Fig. 12. Susținerea îninteriorul incintei excavateprin șpraițuri:a.dispunerea în plan asprijinirilor (exemple);sprijinirilor (exemple);b. secțiuni prin incintă cusprijiniri exterioare1- filate; 2- șpraițuriorizontale sau înclinate;3- popi; 4- reazem; 5- pilot;6- bloc de preluare aîmpingerilor; 7- radier



Elementele unei sprijiniri în spa ţii limitate şi spa ţii largi şi scheme de calcul



5.5.3.2. Sustineri prin ancoraje în teren

Ancorajele în teren (figura 13) reprezinta elemente structurale capabile satransmita fortele de întindere care le sunt aplicate la un strat portant

Alegerea sistemului de sustinere prin ancoraje în teren depinde de numerosiparametri, între care:

� adâncimea de excavare;

� caracterul definitiv sau permanent al ancorei;

� necesitatea efectuarii în timp a unor interventii la sistemul de ancoraj;

� regimul apei subterane în momentul executarii ancorajelor si ulterior, înfaza deexcavare;excavare;

� natura terenului;

� comportarea în timp a terenului;

� deplasarile maxime admisibile ale peretelui;

� sensibilitatea constructiilor învecinate la deformatiile terenului induse de excavatiaadânca;

� programul de executie a lucrarii subterane;

� agresivitatea apei subterane;

� amplasarea utilitatilor existente;



� pozitia fundatiilor si subsolurilor cladirilor învecinate;

� existenta autorizatiilor legale de a se executa ancoraje în teren în afara limitelorproprietatii;

� determinarea ancorajelor provizorii;

� eventuala obligatie de a scoate ancorajele de sub constructiile invecinate.



Sistemul de rezemare cu ancoraje poate fi realizat în doua soluții:• cu tiranți pasivi care transmit solicitarea din reazem la o placa de ancoraj (FiguraIII.33) sau la un bloc din beton (blocul de beton poate fi fixat printr-o capra de piloți încazul unor solicitari mari) (Figura III.34) ;• cu tiranți forați, injectați si pretensionați.

Figura III.33. Tirant pasiv care transmite încarcarea unei placi de

ancoraj

Figura III.34. Tirant pasiv care transmite încarcarea unui bloc de

beton



Tiranții forați, injectați si pretensionați (Figura III.35) sunt indicați atunci cândnivelul apei subterane este deasupra nivelului de ancorare si când terenul dinspateleperetelui este abrupt. Nu este recomandata folosirea acestora în cazul în care nivelulhidrostatic se afla deasupra punctului de pornire a forajului, daca acest nivel nu poate ficoborât sau daca nu se dispune de o tehnologie adecvata care sa previna curgerea apei.

În cazurile în care nivelul de ancorare necesar este apropiat de suprafața terenului,varianta tiranților pasivi poate fi mai economica, cu condiția sa existe suficient spațiuliber în spatele peretelui.

Tiranții forați, injectați si pretensionați au avantajul ca pot fi instalați pe mai multeniveluri.

63

Figura III.35. Tirant forat, injectat si pretensionat

Clădire multietajată – 20m subteran, 25m suprateranLocaţie – Istanbul, TurciaAnul execuţiei - 2007



5.5.3.3. Sustineri prin plansee de beton armat

Sustinerile prin plansee de beton armat, cunoscute si sub denumirea de „metodamilaneza” sau „metoda de sus în jos” implica turnarea la suprafat a terenului, sau înimediata apropiere, dupa care se transporta la lucrare, a unui planseu din beton armatîn care se lasa goluri care vor servi ulterior la accesul lucratorilor siechipamentelor sila evacuarea pamântului. Saparea se face sub planseu, care îndeplineste rolul de spraitpentru peretii îngropati.

„Metoda de sus în jos” este indicata în situatii în care se impun limitarisevere aledeplasarilor peretilor îngropati, ca urmare a proximitatii unor cladiri. Totusi, apardificultati si costuriridicatela realizareasapaturiisi betonariisubplansee.dificultati si costuriridicatela realizareasapaturiisi betonariisubplansee.



Dupacriteriul modului de preluare a solicitarilor la care sunt supusi, pereții desusținere pentru excavații se clasifica în:pereți de susținere în consola si Pereți desusținere rezemați.

Pereți de susținere în consola

Stabilitatea unui perete de susținere în consola pe parcursul lucrarilor de excavareeste asigurata prin încastrarea acestuia în teren.

În Figura III.30 sunt ilustrate etapele de execuție a unui perete de susținere înconsola.

Figura III.30. Etapele de execuție a unui perete de susținere în consola



Pereți de susținere rezemați

Rezemarea peretelui de susținere pe masura realizarii excavației reprezinta oalternativa care permite reducerea adâncimii de încastrare a peretelui, precum silimitarea deplasarilor orizontale ale peretelui, comparativ cu soluția peretelui înconsola.

Pe masura avansarii lucrarilor de excavare sunt amplasate sistemele de rezemare lacotele si intervalele rezultate în urma calculelor de proiectare.

În Figura III.31 sunt ilustrate etapele de execuție a unei astfel de lucrari.

Figura III.31. Etapele de execuție a unui perete de susținere rezemat



O varianta de rezemare a pereților de susținere prin însasi structura îngropatarealizata sub protecția acestora o reprezinta procedeul de „sus în jos” sau „top –down”,cunoscut si sub numele de „metoda milaneza”. Structura subterana esterealizata desus în jos, pe masura avansarii lucrarilor de excavare, iar planseele acesteia devin perând rezemari ale peretelui de susținere. Încarcarile verticale sunt preluate de stâlpi sitransmise unor barete sau piloți executați în prealabil. Procedeul permite realizarea,simultan cu subsolurile, a unui numar de niveluri din suprastructura construcției.În Figura III.32 sunt ilustrate etapele de execuție în procedeul de sus în jos.

Figura III.32. Etapele de execuţie în procedeul de sus în jos (top-down)



Construirea de stații subterane pentru tunelul Marmara - Turcia



5.5.3.4. Soluția de sprijinire cu contrabanchete

Contrabanchetele din pamânt pot fi utilizate pentru a ajuta stabilitatea unui peretede susținere si pentru reducerea deplasarilor acestuia.

Utilizarea contrabanchetelor adiacente peretelui de susținere are avantajul caexcavația poate atinge adâncimi mai mari (chiar cota finala) în partea centrala, fara a fiîmpiedicate lucrarile de spraițuire.

În combinație cu contrabanchetele poate fi utilizata soluția cu contrafise. În figuraIII.36 sunt prezentate schematic etapele de execuție a unei astfel de lucrari de susținere.

Se interzice înlaturarea prematura a contrabanchetei sau micsorarea acesteia,întrucâtpot conducela cedareapereteluidesusținere.

73



întrucâtpot conducela cedareapereteluidesusținere.Contrabanchetele pot fi utilizate si în combinație cu rezemarea peretelui de

susținere direct prin structura realizata în incinta excavata. În Figura III.37 esteprezentata schematic aceasta posibilitate. Contrabancheta este îndepartata numai înmomentul în care structura poate prelua solicitarile date de peretele de susținere.

Figura III.36. Utilizarea contrabanchetelor din

pamânt în combinație cu sistemul de rezemare prin

contrafise

Figura III.37. Utilizarea

contrabanchetelor din pamânt în combinație cu rezemarea peretelui

de infrastructura construita în incinta

excavata



În Figura III.38 sunt prezentate elementele geometrice ale unei contrabanchete.

Figura III.38. Elementele

În condiții de teren date, gradul de asigurare a stabilitații oferit de contrabanchetadepinde de înalțimea H, de lațimea B si de panta 1:m (Figura III.38).

Panta 1:m este guvernata de parametrii geotehnici ai terenului, în timp ce Hsi Bsuntlimitate de consideraii legate de spaițul si accesul din excavație.

Figura III.38. Elementele geometrice ale

contrabanchetei de pământ



5.6. Alegerea solutiei de epuisment

Scopul epuismentului îl constituie îndepartarea apei din excavatie si asigurareaconditiilor de lucru în uscat.

Principalele metode prin care se asigura îndepartarea apei subterane din excavatiileadânci sunt:

- pomparea directa a apei care patrunde prin peretii si fundul excavatiei;

- coborârea generala a nivelului apei subterane, prin filtre aciculare sau puturi-filtre,realizata înainte de excavare;

- realizarea unor bariere etanse care sa împiedice apa subterana sa patrunda în excavatie.

La alegerea si aplicarea metodei de epuisment, este necesara îndeplinirea unor conditiide baza, precum:

• nivelul coborât al apei subterane trebuie sa se afle în permanenta sub control,

• excavatia trebuie sa ramâna în permanenta stabila, fara sa se produca alunecari alemalurilor sau umflari excesive ale bazei;

• când stratul purtator de apa este un pamânt granular neuniform, el se poate comporta caun filtru invers;

• instalatia de pompare trebuie prevazuta cu capacitati si surse de energie de rezerva; etc.



5.6.1. Epuisment prin pompare directaÎn fig. 15 este prezentata schema clasica de utilizare a pomparii directe în cazul unei

excavatii taluzate.

a - incinte la care riscul de pierdere astabilitatii taluzelor este redus;b – incinte la care riscul de pierdere astabilitatii taluzelor este mare;c – incinte ale caror taluze suntc – incinte ale caror taluze suntprotejate cu “saltele” cu rol de filtruinvers1 – taluzul incintei; 2 – diferenta decote între nivelul apei din teren si celal excavatiei; 3 – sistem de colectaresi evacuare a apei; 4 – dren decolectare; 5 – linii de curent;6 – nivelul initial al apei; 7 – nivelcoborât al apei; 8 – „saltea” dinmaterial drenant.



În fig. 16 sunt aratate conditiile epuismentului prin pompare directa în cazul uneiexcavatii la adapostul unui perete etans, a carui baza se opreste în stratul purtator deapa.



Liniile de curent ocolesc baza peretelui, dirijându-se apoi spre baza excavatiei. Secreeaza astfel, conditiile unei curgeri „de jos în sus” prin raport cu excavatia (fig. 17).Pentru prevenirea acestui fenomen trebuie asigurata o fisa “t” care sa confere sigurantaceruta, sau trebuie sa se recurga la epuisment prin coborârea generala a nivelului apeisubterane.



5.6.2. Epuisment prin coborârea generala a nivelului apei subteraneÎn fig. 18 este aratata schema de principiu a coborârii generale într-o singura

treapta a nivelului apei subterane, folosind filtre aciculare sau puturi filtre dispuse peconturul unei excavatii taluzate. În fig. 19 este aratata schema unei coborâri cu douatrepte.



În fig. 20 sunt aratate câteva situatii de utilizare a coborârii generalea niveluluiapei subterane în cazul unor excavatii verticale sprijinite.

a– pereteverticalneetansa– pereteverticalneetansb – perete vertical etanş, opritîntr-un strat permeabil cuepuisment în exteriorc – perete vertical etanş, opritîntr-un strat permeabil cuepuisment în interior;d – perete vertical oprit într-unstrat de argilă cu apă subpresiune



5.6.3. Bariere etanse pentru prevenirea patrunderii apei subterane în excavatie5.6.3.1. Bariere verticale

În cazul excavat iilor adânci în zone urbane,barierele verticale se realizeaza, deregula,din pereti îngropati care trebuie sa patrunda cu partea terminala într-un strat de argila practicimpermeabil.



5.6.3.2. Bariere orizontale

La grosimi mari ale stratului sau straturilor permeabile, când peretii verticali etansi(cu rol de bariere) nu pot atinge stratul impermeabil, se poate recurge la formarea uneibariere orizontale care sa închida accesul apei prin baza excavatiei.



5.7. Starea constructiilor si utilitatilor aflate în zona deinfluenta a excavatiei adânci

Investitorul constructiei pentru care se realizeaza excavatia adânca este obligat sadispuna expertizarea tehnica si realizarea programului de monitorizare pentrutoateconstructiile si utilitatile situate în zona de influenta a excavatiei, privind rezistenta,stabilitatea si securitatea în exploatare.

Se va executa releveul fisurilor, relevee foto, care sa evidentieze starea tehnica aconstructiilor învecinate si modul în care se fac observatiile asupra fisurilor aparute înelementele portante ale constructiilor învecinate, în vederea stabilirii caracteruluideformatiilor si pericolelor pe care acestea le aduc asupra rezistentei,stabilitatii sisecuritatiiîn exploatare.securitatiiîn exploatare.

5.8. Evaluarea si limitarea deplasarilor terenului produse deexcavatie si de coborâre a nivelului apei subterane

Principalii factori care trebuie avuti în vedere la evaluarea deplasarilor pe verticalasi pe orizontala ale terenului în jurul si sub excavatie sunt:• modificarea starii de eforturi în cuprinsul terenului;• dimensiunile excavat iei;• caracteristicile terenului;



• starea inițiala de eforturi orizontale („starea de repaus”) în teren;

• regimul apei subterane si modificarea acestuia, în special în cazul când malul esteconsolidat iar apa subterana este drenata;

• rigiditatea peretelui si a sprijinirii;

• efectele preîncarcarii spraiturilor si ancorajelor în teren; etc.

Pentru reducerea la minimum a deplasarilor pe verticala si pe orizontalaaleterenului, în jurul si sub o excavatie adânca, se pot adopta în principal urmatoarelemasuri:

� realizarea unei structuri de susținere cât mai rigide;

� asigurarea unei fise corespunzatoare a peretelui într-un strat cu caracteristici � asigurarea unei fise corespunzatoare a peretelui într-un strat cu caracteristici mecanice ridicate;

� asigurarea unui numar corespunzator de puncte de susținere pe înalțimea peretelui;

� prevederea ultimului nivel de susținere cât mai aproape de cota finala a excavației;

� pre-încarcarea spraiturilor sau pretensionarea ancorajelor în teren;

� evitarea utilizarii de echipamente si tehnologii care produc vibratii;

� evitarea de solutii si tehnologii de executie care pot duce la pierderi de pamânt din spatele peretelui;

� prevenirea antrenarii particulelor fine de pamânt prin pomparea apei; etc.



5.9. Proiectarea excavatiei adânci

Dupa alegerea solutiei incintei, se trece la proiectarea propriu-zisa a lucrarilor pecare le implica excavatia.

La proiectarea excavatiei adânci în zone urbane se vor respecta prescriptiile tehniceprivitoare la diferitele tipuri de excavatii: excavatii taluzate în pamânt natural, excavatiitaluzate în pamânt ranforsat, excavatii verticale sprijinite, excavatii verticale cu peretiîngropati cu sustineri prin spraituire sau prin ancorare, pentru respectarea normelor deprotectie a muncii si desfasurare fluenta a lucrarilor.

Vor fi evaluate deplasarile terenului cauzate de excavatie si, daca e cazul, devariatiile nivelului apei subteraneîn cuprinsul terenului de fundare al constructiilorvariatiile nivelului apei subteraneîn cuprinsul terenului de fundare al constructiilorexistente învecinate. Este obligatorie efectuarea unui calcul al tasarilor si comparareaacestora cu tasarile admisibile pentru constructia existenta.



5.10. EXECUTIA EXCAVATIEI ADÂNCI5.10.1. Executia propriu-zisa a excavatiei

Executia excavatiei reprezinta o etapa deosebit de importanta în procesul derealizare a constructiei care necesita o excavatie adânca în zone urbane. Aceasta etapase încadreaza în planul general de executie a structurii.

5.10.2. Lucrari de monitorizare5.10.2.1. Monitorizarea excavatiilor

Este obligatorie întocmirea unui proiect de monitorizare a excavatiilor adânci înzoneurbaneprivind urmarireacomportarii în timp pentrutoateconstructiileaflate înzoneurbaneprivind urmarireacomportarii în timp pentrutoateconstructiileaflate înzona de influenta a lucrarii. Acest proiect va fi o parte componenta a proiectuluigeneralal obiectivului.

Monitorizarea va cuprinde, în toate cazurile, efectuarea de masuratoritopometrice.Prin proiect se vor stabili:

- amplasarea reperelor de referinta;

- amplasarea marcilor de tasare;

- programul de masuratori, în concordanta cu prevederile din STAS 2745-90, Anexa B.



La întocmirea programului de masurare, se va prevedea în mod obligatoriuefectuarea de masuratori dupa evenimente speciale care pot apare în perioada deexecutie si care sunt resimt ite în zona, ca de exemplu:

- cutremure;

- explozii;

- ploaia cu frecventa anuala 1/1 (cea mai mare ploaie dintr-un an).În cazul excavatiilor adânci cu latimi mai mari de 20m, oprite cu baza in

formatiuni argiloase sau marnoase, se recomanda efectuarea de masuratoridedeplasari ale bazei excavatiilor, provocate de sapaturi si de realizarea constructiilor. Inacest caz, se poate întocmi un grafic de tipul celui prezentat în fig. 24.



5.10.2.2. Monitorizarea constructiilor aflate în zona de influenta a excavatiilor adânciEste obligatorie întocmirea prin grija investitorului a unui proiect de monitorizare

a constructiilor aflate în zona de influenta a excavatiei adânci si suportarea cheltuielilorde monitorizare.

6. Expertiza geotehnica privitoare la excavatia adânca în zone urbane

Excavatia adânca în zone urbane reprezinta o lucrare cu caracter special, pentrucare conditiile geotehnice si hidrogeologice au un rol preponderent.

Pe întreg parcursullucrarii, de la fazele preliminarede proiectaresi pâna laPe întreg parcursullucrarii, de la fazele preliminarede proiectaresi pâna lafinalizarea executiei, beneficiarul poate sa apeleze la serviciile unuiexpert autorizatpentru domeniul Af.



curs 05

Documents